[发明专利]一种模拟抗菌肽共聚物及其制备方法

说明书

本发明提供一种模拟抗菌肽共聚物及其制备方法。以氨基多面体聚倍半硅氧烷为引发剂，引发赖氨酸N‑羧基‑环内酸酐和缬氨酸N‑羧基‑环内酸酐开环聚合并经过脱保护得到多面体聚倍半硅氧烷‑聚(赖氨酸‑co‑缬氨酸)模拟抗菌肽共聚物，在室温下，通过N‑羧基‑环内酸酐开环聚合反应56～72h，并经过脱保护处理，得到多面体低聚倍半硅氧烷‑聚(赖氨酸‑co‑缬氨酸)无规共聚物。该方法合成的模拟抗菌肽共聚物操作简便，反应条件温和，实验原料易得。该模拟抗菌肽共聚物作为抗菌剂，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度分别为256μg/mL和32μg/mL，可应用于生物医用材料领域。

技术领域

本发明涉及一种模拟抗菌肽共聚物及其制备方法，具体涉及含有多面体低聚倍半硅氧烷并由赖氨酸和缬氨酸构成的模拟抗菌肽无规共聚物制备及其应用，属于生物医用高分子抗菌材料领域。

背景技术

天然抗菌肽的疏水性大多来源于亮氨酸、丙氨酸、半胱氨酸和缬氨酸等氨基酸残基，而其正电性来源于赖氨酸和精氨酸残基。与抗生素抗菌方式不同，抗菌肽具有广谱抗菌活性，且难以产生抗药性。人工合成的模拟抗菌肽是模仿天然抗菌肽的结构和功能制备出的合成聚肽，可具有良好的抗菌性和细胞选择性。例如，由带有疏水基团的缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸或色氨酸和带有阳离子的精氨酸或赖氨酸制备的β折叠构型的两亲性短肽，具有优异的抗生物膜和广谱抗菌性能(Ong ZY,Gao SJ,Yang YY.Short syntheticβ-sheetforming peptide amphiphiles as broad spectrum antimicrobials with antibiofilmand endotoxin neutralizing capabilities.Adv.Funct.Mater.,2013,23,3682-3692)。N-羧基-环内酸酐开环聚合已被广泛用于合成多肽，也包括抗菌肽聚合物的制备。例如，以聚酰胺-胺树形分子为伯胺引发剂，由赖氨酸N-羧基-环内酸酐和缬氨酸N-羧基-环内酸酐无规开环共聚制备的星型多臂肽聚合物纳米粒子，对革兰氏阴性耐药菌具有优异的抗菌活性(Lam SJ,O’Brien-Simpson NM,Pantarat N,Sulistio A,Wong EHH,Chen YY,Lenzo JC,Holden JA,Blencowe A,Reynolds EC,Qiao GG.Combating multidrug-resistant Gram-negative bacteria with structurally nanoengineered antimicrobial peptidepolymers.Nat.Microbiol.,2016,1,16162)。

多面体聚倍半硅氧烷是有机无机杂化的纳米化合物分子，可在纳米尺度对聚合物自组装性能加以调控。谷氨酸N-羧基-环内酸酐开环聚合制备的带有炔基的聚谷氨酸与带有八个叠氮的多面体聚倍半硅氧烷进行点击反应,制备了以多面体聚倍半硅氧烷为核的八臂星型聚谷氨酸，与线型聚谷氨酸相比具有更稳定的α-螺旋构象(Kuo S W,Tsai HT.Control of peptide secondary structure on star shape polypeptides tetheredto polyhedral oligomeric silsesquioxane nanoparticle through clickchemistry.Polymer,2010,51,5695-5704)。然而，利用氨基多面体低聚倍半硅氧烷引发赖氨酸N-羧基-环内酸酐和缬氨酸N-羧基-环内酸酐单体开环聚合制备模拟抗菌肽的相关研究内容目前为止鲜有报道。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种模拟抗菌肽共聚物及其制备方法，该方法合成的模拟抗菌肽共聚物操作简便，反应条件温和，实验原料易得。所述模拟抗菌肽共聚物具有良好的抗菌性能，可作为溶液抗菌材料应用。

本发明的技术方案如下：

一种模拟抗菌肽共聚物，其特征在于,多面体聚倍半硅氧烷-聚(赖氨酸-co-缬氨酸)模拟抗菌肽共聚物结构式为: